Determinação e interpolação dos coeficientes das equações de chuvas intensas para cidade do Rio de Janeiro

Abstract

Este estudo teve como objetivo estabelecer a relação entre intensidade, duração e frequência das precipitações na cidade do Rio de Janeiro, e avaliar os métodos de interpolação dos coeficientes das equações de chuvas intensas, para determinação das equações em qualquer localidade do município. Os dados de chuvas foram obtidos por meio da rede de estações pluviométricas automáticas do Sistema Alerta Rio da Fundação Instituto de Geotécnica do município do Rio de Janeiro. Foram analisadas as precipitações intensas com base em séries históricas de observações obtidas a cada 15 minutos, no período de 1997 a 2014. Determinaram-se as maiores precipitações anuais para as durações de 15, 30, 60, 120, 240, 360, 720, e 1440 minutos. Os dados foram ajustados pelo método de distribuição de Gumbel e a aderência dos dados à distribuição foi avaliada pelo teste de Kolmogorov-Smirnov a 5% de significância. A espacialização dos coeficientes foi avaliada pelos métodos de interpolação do inverso da quinta potência da distância e Krigagem ordinária. As precipitações intensas apresentaram grande variabilidade espacial. Observou-se boa relação entre os valores de precipitação intensa calculados com o uso da equação ajustada com os valores oriundos das equações determinadas em outros trabalhos sobre chuvas intensas para a cidade do Rio de Janeiro. Os valores do coeficiente de determinação R2 e erro padrão de estimativa permitiram concluir que as equações propostas podem ser utilizadas em projetos de obras hidráulicas. O método de interpolação inverso da quinta potência da distância apresentou melhor desempenho para a espacialização dos coeficientes das equações de chuvas intensas, e menores valores de erro médio percentual em 25 das 32 estações analisadas.

Climatologia de Chuvas Intensas no Município do Rio de Janeiro

“…Nota-se uma elevada variabilidade interanual, com frequência de ECIs oscilando entre 18 dias em 2007 até 41 dias em 2009. Barcellos (2009) utilizou a técnica dos percentis para analisar dados de chuva do Sistema Alerta Rio, sendo selecionados os ECIs que atingiram valores superiores ao percentil 99 da chuva diária para um total de 30 estações pluviométricas estudadas, sem limite do número mínimo de estações para que o critério fosse satisfeito. Barcellos (2009) selecionou um total de 169 ECIs no período entre janeiro de 1998 e dezembro de 2005 (8 anos), ou seja, uma média de 21 ECIs/ano.…”

“…Barcellos (2009) utilizou a técnica dos percentis para analisar dados de chuva do Sistema Alerta Rio, sendo selecionados os ECIs que atingiram valores superiores ao percentil 99 da chuva diária para um total de 30 estações pluviométricas estudadas, sem limite do número mínimo de estações para que o critério fosse satisfeito. Barcellos (2009) selecionou um total de 169 ECIs no período entre janeiro de 1998 e dezembro de 2005 (8 anos), ou seja, uma média de 21 ECIs/ano. Comparando-se o critério de Barcellos (2009) com o utilizado neste trabalho, percebe-se que no atual trabalho o critério proposto é menos restritivo.…”

“…Barcellos (2009) selecionou um total de 169 ECIs no período entre janeiro de 1998 e dezembro de 2005 (8 anos), ou seja, uma média de 21 ECIs/ano. Comparando-se o critério de Barcellos (2009) com o utilizado neste trabalho, percebe-se que no atual trabalho o critério proposto é menos restritivo. Utilizando-se 26 postos pluviométricos e o mesmo período de Barcellos (2009), ou seja 1998 a 2005, obtémse uma média de 29 eventos por ano, ou seja, quase 35% a mais de ECIs do que o obtido por Barcellos (2009).…”

Alternative model of intense rainfall equation obtained from daily rainfall disaggregation

“…Sobrinho et al (2014) highlight the reduced number of pluviographic information and deficiencies in the monitoring network in the semi-arid region of Brazil, as well as in many regions of the world. The World Meteorological Organization (WMO) recommends the use of series with at least 30 years of data in hydrological studies (Oliveira et al, 2008;Silva et al, 2012;Braga et al, 2018). Rodrigues et al (2008) also emphasize the importance of the size of the data series on the accuracy of the results of the IDF equation.…”

“…The IDF relations need constant updating (Berne et al, 2004;Aragão et al, 2013, Silva & Araújo, 2013. Braga et al (2018) points out that there is a need for periodic review of the IDF equations at least once every decade and also emphasizes that more recent historical precipitation series should be used. The procedure of adjusting the coefficients of the IDF equation is laborious and requires specific statistical routines.…”